Как ультразвуковое распыление может повысить эффективность нанесения материалов из углеродных нанотрубок?

Как ультразвуковое распыление может повысить эффективность осаждения материалов из углеродных нанотрубок?

 

Углеродные нанотрубки (УНТ) широко используются в батареях новой энергии, гибкой электронике, проводящих пленках, датчиках и композитных материалах благодаря их превосходной проводимости, высокой прочности, высокой удельной площади поверхности и хорошей термической стабильности.

 

Достижение однородного, стабильного и контролируемого покрытия и осаждения имеет решающее значение для индустриализации углеродных нанотрубок. Традиционные методы распыления часто приводят к перерасходу материала, неравномерной толщине покрытия и нестабильному распределению частиц. Технология ультразвукового распыления с возможностью распыления на микрон-уровне и точным осаждением предлагает новое решение для производства функциональных покрытий из углеродных нанотрубок.

 

Принцип технологии ультразвукового распыления

Оборудование для ультразвукового распыления использует энергию, генерируемую высокочастотной ультразвуковой вибрацией, для разрушения жидких материалов, содержащих углеродные нанотрубки, на однородные мелкие капли, которые затем точно наносятся на поверхность целевой подложки через сопла.

По сравнению с традиционным пневматическим распылением ультразвуковое распыление не требует подачи воздуха под высоким-давлением и обладает такими преимуществами, как равномерность распыляемых частиц, высокий коэффициент использования материала и контролируемая толщина покрытия, что делает его особенно подходящим для прецизионной обработки ценных-наноматериалов.

II. Применение в производстве тонких пленок углеродных нанотрубок

1. Прозрачные тонкие пленки из проводящих углеродных нанотрубок.

Углеродные нанотрубки обладают превосходными свойствами переноса электронов и могут использоваться для изготовления прозрачных проводящих пленок. Ультразвуковое распыление позволяет равномерно покрывать дисперсии УНТ на поверхности стекла, гибких подложек и полупроводниковых материалов, образуя непрерывную проводящую сеть.

Приложения включают в себя:

- Гибкие дисплеи

- Прозрачные электроды

- Умные носимые устройства

- Солнечные батареи

2. Композитные покрытия из углеродных нанотрубок.

Углеродные нанотрубки можно добавлять в качестве армирующих материалов в полимерные, керамические и металлические композиты для улучшения их электропроводности, механической прочности и термостойкости.

Ультразвуковое напыление можно использовать для приготовления:

- Композиционные покрытия УНТ/полимер

- Композитные пленки УНТ/графен

- Электромагнитные экранирующие покрытия

III. Применение в области аккумуляторов новой энергии

С развитием литиевых батарей и технологий суперконденсаторов углеродные нанотрубки (УНТ) привлекли широкое внимание в качестве проводящих добавок.

Оборудование для ультразвукового распыления позволяет равномерно распылять суспензию УНТ на поверхность электродных материалов, улучшая:

- Проводимость электрода

- Активное использование материала

Стабильность цикла зарядки аккумулятора

В то же время при производстве слоев катализатора топливных элементов ультразвуковое напыление позволяет точно контролировать толщину слоя катализатора, улучшая характеристики мембранно-электродных сборок.

IV. Преимущества оборудования для ультразвукового распыления

1. Очень однородное покрытие: стабильный размер микро-капель, генерируемых ультразвуком, уменьшает неравномерность толщины покрытия и налипание материала.

2. Экономит материал углеродных нанотрубок. Метод точного распыления с низким-потоком эффективно снижает потери дорогих наноматериалов.

3. Точный контроль толщины пленки. Регулируя скорость распыления, скорость потока, мощность ультразвука и количество распылений, можно изготавливать пленки из УНТ с различными требованиями к толщине.